- 1) _Pirmoji hipotezė iškilo XVIII amžiaus antroje pusėje ir vadinosi pakilimo hipoteze. Ją pasiūlė M.V.Lomonosovas, vokiečių mokslininkai A.von Humboldtas ir L.von Buchas, škotas J.Huttonas. Hipotezės esmė tokia – kalnų pakilimus sukelia iš Žemės gelmių kylanti išsilydžiusi magma, kuri savo kelyje darė stumiantį poveikį aplinkiniams sluoksniams, todėl susidarė raukšlės, bedugnės. įvairių dydžių. Lomonosovas pirmasis išskyrė dviejų tipų tektoninius judėjimus – lėtus ir greitus, sukeliančius žemės drebėjimus.
- 2) XIX amžiaus viduryje šią hipotezę pakeitė prancūzų mokslininko Elie de Beaumont hipotezė apie susitraukimą. Jis buvo pagrįstas kosmogonine Kanto ir Laplaso hipoteze apie Žemės, kaip iš pradžių kaitinamo kūno, su vėliau laipsniško aušinimo, kilmę. Šis procesas lėmė Žemės tūrio sumažėjimą, dėl to Žemės pluta buvo suspausta, o susilankstę kalnų dariniai pasirodė tarsi milžiniškos „raukšlės“.
- 3) XIX amžiaus viduryje anglas D. Airy ir Kalkutos kunigas D. Prattas aptiko gravitacijos anomalijų pozicijų raštą – aukštai kalnuose anomalijos pasirodė neigiamos, tai yra, ten. buvo masės deficitas, o vandenynuose anomalijos buvo teigiamos. Šiam reiškiniui paaiškinti buvo pasiūlyta hipotezė, pagal kurią žemės pluta plūduriuoja ant sunkesnio ir klampesnio substrato ir yra izostatinėje pusiausvyroje, kurią trikdo išorinių radialinių jėgų veikimas.
- 4) Kosmogoninė Kanto-Laplaso hipotezė buvo pakeista O. Yu. Schmidto hipoteze apie pradinę kietą, šaltą ir vienalytę Žemės būseną. Iškilo kitokio požiūrio, aiškinant žemės plutos susidarymą, poreikis. Šią hipotezę pasiūlė V. V. Belousovas. Tai vadinama radijo migracija. Šios hipotezės esmė:
- 1. Pagrindinis energijos veiksnys yra radioaktyvumas. Žemės kaitimas ir vėlesnis medžiagos tankinimas įvyko dėl radioaktyvaus skilimo karščio. Radioaktyvieji elementai ankstyvosiose Žemės vystymosi stadijose buvo pasiskirstę tolygiai, todėl šildymas buvo stiprus ir plačiai paplitęs.
- 2. Pirminės medžiagos kaitinimas ir jos tankinimas lėmė magmos atskyrimą arba diferenciaciją į bazaltinę ir granitinę. Pastarajame buvo sutelkti radioaktyvūs elementai. Lengvesnė granitinė magma „išplaukė“ į viršutinę Žemės dalį, o bazaltinė magma nuskendo žemyn. Tuo pačiu metu vyko temperatūros skirtumas.
Šiuolaikinės geotektoninės hipotezės kuriamos pasitelkus mobilizmo idėjas. Ši idėja pagrįsta idėja apie horizontalių judesių vyravimą tektoniniuose žemės plutos judesiuose.
- 5) Vokiečių mokslininkas A. Wegeneris pirmą kartą, norėdamas paaiškinti geotektoninių procesų mechanizmą ir seką, iškėlė horizontalaus žemynų dreifo hipotezę.
- 1. Atlanto vandenyno krantų kontūrų panašumas, ypač pietiniame pusrutulyje (prie Pietų Amerikos ir Afrikos).
- 2. Žemynų geologinės sandaros panašumas (kai kurių regioninių tektoninių smūgių sutapimas, uolienų sudėties ir amžiaus panašumas ir kt.).
litosferos plokščių tektonikos arba naujosios globalinės tektonikos hipotezė. Pagrindinės šios hipotezės nuostatos:
- 1. Žemės pluta su viršutine mantijos dalimi sudaro litosferą, kurią dengia plastinė astenosfera. Litosfera yra padalinta į didelius blokus (plokštes). Plokščių ribos yra plyšių zonos, giliavandenės tranšėjos, kurias riboja lūžiai, kurie giliai įsiskverbia į mantiją - tai yra Benioff-Zavaritsky zonos, taip pat šiuolaikinio seisminio aktyvumo zonos.
- 2. Litosferos plokštės juda horizontaliai. Tokį judėjimą lemia du pagrindiniai procesai – plokščių slydimas arba sklaidymas, vienos plokštės panardinimas po kita – subdukcija arba vienos plokštės stumdymas ant kitos – obdukcija.
- 3. Bazaltai periodiškai ateina iš mantijos į atskyrimo zoną. Juostinės magnetinės anomalijos bazaltuose yra plitimo įrodymas.
- 4. Salų lankų zonose išskiriamos giluminio židinio žemės drebėjimų šaltinių akumuliacinės zonos, kurios atspindi plokštės su bazalto okeanine pluta nusėdimo zonas po žemynine pluta, ty šios zonos atspindi subdukcijos zonas. Šiose zonose dėl trupinimo ir lydymosi dalis medžiagos skęsta, o kita įsiskverbia į žemyną ugnikalnių ir įsiskverbimų pavidalu, taip padidindama žemyninės plutos storį.
Plokštelių tektonika yra šiuolaikinė geologinė teorija apie litosferos judėjimą. Remiantis šia teorija, globalūs tektoniniai procesai yra pagrįsti horizontaliu judėjimu integralinių litosferos blokų – litosferos plokščių atžvilgiu. Taigi plokščių tektonika atsižvelgia į litosferos plokščių judėjimą ir sąveiką. Pirmą kartą hipotezę apie plutos blokų horizontalų judėjimą praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje iškėlė Alfredas Wegeneris pagal „žemynų dreifo“ hipotezę, tačiau tuomet ši hipotezė nesulaukė palaikymo. Tik septintajame dešimtmetyje vandenyno dugno tyrimai pateikė įtikinamų įrodymų apie horizontalių plokščių judėjimą ir vandenynų plėtimosi procesus dėl vandenyno plutos susidarymo (plitimo). Idėjų apie vyraujantį horizontalių judesių vaidmenį atgimimas vyko „mobilistinės“ krypties rėmuose, kurios raida paskatino šiuolaikinės plokščių tektonikos teorijos sukūrimą. Pagrindines plokščių tektonikos nuostatas 1967-68 metais suformulavo grupė amerikiečių geofizikų - WJ Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes, plėtojant ankstesnes (1961-62) idėjas. amerikiečių mokslininkų G. Hesso ir R. Digzo apie vandenyno dugno plėtimąsi (plitimą). vienas). Viršutinė akmenuota planetos dalis yra padalinta į du apvalkalus, kurie labai skiriasi reologinėmis savybėmis: standžią ir trapią litosferą ir apatinę plastikinę ir mobilią astenosferą. 2). Litosfera yra padalinta į plokštes, nuolat judančias plastikinės astenosferos paviršiumi. Litosfera yra padalinta į 8 dideles plokštes, dešimtis vidutinių plokščių ir daug mažų. Tarp didelių ir vidutinių plokščių yra juostos, sudarytos iš mažų plutos plokščių mozaikų. 3). Yra trys santykinių plokštelių judesių tipai: divergencija (divergencija), konvergencija (konvergencija) ir šlyties judesiai. 4). Subdukcijos zonose sugertos okeaninės plutos tūris lygus plutos, atsirandančios plitimo zonose, tūriui. Ši pozicija pabrėžia nuomonę apie Žemės tūrio pastovumą. 5). Pagrindinė plokštelių judėjimo priežastis yra mantijos konvekcija, kurią sukelia mantijos šilumos gravitacijos srovės.
Šių srovių energijos šaltinis yra centrinių Žemės regionų temperatūrų skirtumas ir jos paviršiui artimų dalių temperatūra. Šiuo atveju pagrindinė endogeninės šilumos dalis išsiskiria ties šerdies ir mantijos riba gilios diferenciacijos proceso metu, o tai lemia pirminės chondrito medžiagos irimą, kurio metu metalinė dalis veržiasi į centrą, padidindama šerdį. planetos, o silikatinė dalis sutelkta mantijoje, kur dar labiau diferencijuojasi. 6). Plokščių poslinkiai paklūsta sferinės geometrijos dėsniams ir gali būti aprašyti remiantis Eilerio teorema. Eulerio sukimosi teorema teigia, kad bet koks sukimasis trimatėje erdvėje turi ašį. Taigi sukimąsi galima apibūdinti trimis parametrais: sukimosi ašies koordinatėmis (pavyzdžiui, jos platuma ir ilguma) ir sukimosi kampu.
Lit plokščių judėjimo geografinės pasekmės (padidėja seisminis aktyvumas, formuojasi lūžiai, atsiranda gūbriai ir pan.). Plokštės tektonikos teorijoje pagrindinę poziciją užima geodinaminės nuostatos samprata – būdinga geologinė struktūra su tam tikru plokščių santykiu. Toje pačioje geodinaminėje aplinkoje vyksta tie patys tektoniniai, magminiai, seisminiai ir geocheminiai procesai.
Tektonika – geologijos šaka, tirianti žemės plutos sandarą ir litosferos plokščių judėjimą. Tačiau jis toks daugialypis, kad vaidina reikšmingą vaidmenį daugelyje kitų žemės mokslų. Tektonika naudojama architektūroje, geochemijoje, seismologijoje, tiriant ugnikalnius ir daugelyje kitų sričių.
Mokslo tektonika
Tektonika yra palyginti jaunas mokslas, tiria litosferos plokščių judėjimą. Pirmą kartą plokščių judėjimo idėja buvo išsakyta žemynų dreifo teorijoje, kurią 1920-aisiais sukūrė Alfredas Wegeneris. Tačiau jis buvo sukurtas tik XX amžiaus 60-aisiais, ištyrus reljefą žemynuose ir vandenyno dugne. Gauta medžiaga leido naujai pažvelgti į anksčiau egzistuojančias teorijas. Litosferos plokščių teorija atsirado plėtojant žemyno dreifo teorijos idėjas, geosinklinų teoriją ir susitraukimų hipotezę.
Tektonika yra mokslas, tiriantis jėgų, formuojančių kalnų grandines, uolienas į raukšles ir tempiančių žemės plutą, stiprumą ir prigimtį. Tai yra visų planetoje vykstančių geologinių procesų pagrindas.
Sutartinė hipotezė
Susitraukimo hipotezę 1829 m. Prancūzijos mokslų akademijos posėdyje iškėlė geologas Elie de Beaumont. Ji paaiškina kalnų statybos ir žemės plutos susilankstymo procesus veikiant Žemės tūrio mažėjimui dėl aušinimo. Hipotezė grindžiama Kanto ir Laplaso idėjomis apie pirminę ugnies-skysčio Žemės būseną ir tolesnį jos atšalimą. Todėl kalnų statybos ir lankstymo procesai buvo aiškinami kaip žemės plutos suspaudimo procesai. Vėliau, atvėsusi, Žemė sumažino savo tūrį ir susiglamžo į raukšles.
Susitraukimo tektonika, kurios apibrėžimas patvirtino naują geosinklinų doktriną, paaiškino netolygią žemės plutos sandarą ir tapo tvirtu teoriniu pagrindu tolesnei mokslo raidai.
Geosinklininė teorija
Ji egzistavo XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje. Tektoninius procesus ji aiškina cikliškais svyruojančiais žemės plutos judesiais.
Geologų dėmesys buvo atkreiptas į tai, kad uolienos gali atsirasti tiek horizontaliai, tiek išnirusios. Horizontaliai nusodintos uolienos buvo vadinamos platformomis, o išslinkusios uolienos – sulenktomis vietomis.
Remiantis geosinklinų teorija, pradiniame etape dėl aktyvių tektoninių procesų vyksta žemės plutos įlinkis ir nusėdimas. Šį procesą lydi nuosėdų dreifas ir storo nuosėdų sluoksnio susidarymas. Ateityje vyksta kalnų statybos ir sulankstymo procesas. Geosinklininis režimas įvertinamas platformos režimu, kuriam būdingi nežymūs tektoniniai judesiai, susidarant nedideliam nuosėdinių uolienų storiui. Galutinis etapas yra žemyno formavimosi etapas.
Geosinklininė tektonika vyravo beveik 100 metų. To meto geologijai trūko faktinės medžiagos, vėliau sukaupti duomenys paskatino sukurti naują teoriją.
Litosferos plokščių teorija
Tektonika yra viena iš geologijos krypčių, sudariusių šiuolaikinės litosferos plokščių judėjimo teorijos pagrindą.
Remiantis teorija, dalis žemės plutos yra litosferos plokštės, kurios nuolat juda. Jų judėjimas yra vienas kito atžvilgiu. Žemės plutos tempimo zonose (vandenyno vidurio kalnagūbriuose ir žemynų plyšiuose) susidaro nauja okeaninė pluta (purškimo zona). Žemės plutos blokų panardinimo zonose absorbuojama senoji pluta, taip pat vandenyno plutos nusėdimas po žemynine (subdukcijos zona). Taip pat teorijos rėmuose paaiškinami kalnų statybos ir ugnikalnių veiklos procesai.
Pasaulinė plokščių tektonika apima tokią pagrindinę sąvoką kaip geodinaminis nustatymas. Jai būdingas geologinių procesų rinkinys toje pačioje teritorijoje tam tikru laiku. Tie patys geologiniai procesai būdingi tai pačiai geodinaminei aplinkai.
Žemės rutulio sandara
Tektonika yra geologijos šaka, tirianti Žemės planetos sandarą. Žemė, apytiksliai apytiksliai, turi pailgo elipsoido formą ir susideda iš kelių apvalkalų (sluoksnių).
Išskiriami šie sluoksniai:
- Žemės pluta.
- Mantija.
- Šerdis.
Žemės pluta yra išorinis kietas Žemės sluoksnis, jį nuo mantijos skiria riba, vadinama Mohorovičiaus paviršiumi.
Mantija, savo ruožtu, yra padalinta į viršutinę ir apatinę. Mantijos sluoksnius skirianti riba yra Golitsin sluoksnis. Žemės pluta ir viršutinė mantijos dalis iki astenosferos yra Žemės litosfera.
Šerdis yra Žemės rutulio centras, nuo mantijos atskirtas Gutenbergo riba. Jis skirstomas į skystą išorinę ir kietą vidinę šerdį, tarp jų yra pereinamoji zona.
Žemės plutos sandara
Tektonikos mokslas yra tiesiogiai susijęs su žemės plutos sandara. Geologija tiria ne tik Žemės žarnyne vykstančius procesus, bet ir jos sandarą.
Žemės pluta – viršutinė litosferos dalis, išorinė kieta medžiaga, sudaryta iš įvairios fizinės ir cheminės sudėties uolienų. Pagal fizikinius ir cheminius parametrus skirstomi į tris sluoksnius:
- Bazaltinis.
- Granitas-gneisas.
- Nuosėdinės.
Taip pat yra žemės plutos struktūros padalijimas. Yra keturi pagrindiniai žemės plutos tipai:
- Žemyninis.
- Okeaninis.
- Subkontinentinis.
- Povandeninis.
Žemyninę plutą vaizduoja visi trys sluoksniai, jos storis svyruoja nuo 35 iki 75 km. Viršutinis nuosėdinis sluoksnis yra plačiai išvystytas, tačiau, kaip taisyklė, yra nedidelio storio. Kitas sluoksnis, granitas-gneisas, turi didžiausią storį. Trečiasis sluoksnis, bazaltinis, sudarytas iš metamorfinių uolienų.
Jį vaizduoja du sluoksniai - nuosėdinis ir bazaltinis, jo storis yra 5-20 km.
Subkontinentinė pluta, kaip ir žemyninė, susideda iš trijų sluoksnių. Skirtumas tas, kad granito-gneiso sluoksnio storis subkontinentinėje plutoje yra daug mažesnis. Šio tipo pluta randama žemyno pasienyje su vandenynu, aktyvaus vulkanizmo srityje.
Povandeninė pluta yra artima okeaninei. Skirtumas tas, kad nuosėdinio sluoksnio storis gali siekti 25 km. Šio tipo pluta apsiriboja giliais žemės plutos įdubimais (vidaus jūrose).
Litosferos plokštė
Litosferos plokštės yra dideli žemės plutos blokai, kurie yra litosferos dalis. Plokštės gali judėti viena kitos atžvilgiu išilgai viršutinės mantijos dalies – astenosferos. Plokštes vieną nuo kitos skiria giliavandenės tranšėjos, vidurio vandenyno keteros ir kalnų sistemos. Būdingas litosferinių plokščių bruožas yra tai, kad jos ilgą laiką gali išlaikyti standumą, formą ir struktūrą.
Žemės tektonika rodo, kad litosferos plokštės nuolat juda. Laikui bėgant jie keičia savo kontūrą – gali suskilti arba augti kartu. Iki šiol buvo nustatyta 14 didelių litosferos plokščių.
Plokštės tektonika
Procesas, formuojantis Žemės išvaizdą, yra tiesiogiai susijęs su litosferos plokščių tektonika. Pasaulio tektonika reiškia, kad judėjimas vyksta ne žemynais, o litosferos plokštėmis. Kai jie susiduria vienas su kitu, jie sudaro kalnų grandines arba gilias vandenyno tranšėjas. Žemės drebėjimai ir ugnikalnių išsiveržimai yra litosferos plokščių judėjimo pasekmė. Aktyvi geologinė veikla daugiausia apsiriboja šių darinių pakraščiais.
Litosferos plokščių judėjimą fiksuoja palydovai, tačiau šio proceso pobūdis ir mechanizmas lieka paslaptimi.
Vandenynuose nuosėdų naikinimo ir kaupimosi procesai vyksta lėtai, todėl reljefe gerai atsispindi tektoniniai judesiai. Dugno reljefas turi sudėtingą išpjaustytą struktūrą. Išskiriamos struktūros, susidariusios dėl vertikalių žemės plutos judesių, ir struktūros, gautos dėl horizontalių judesių.
Vandenyno dugno struktūros apima tokias reljefo formas kaip bedugnės lygumos, vandenynų baseinai ir vidurio vandenyno keteros. Įdubimų zonoje, kaip taisyklė, stebimas ramus tektoninis nustatymas, vidurio vandenyno keterų zonoje – žemės plutos tektoninis aktyvumas.
Vandenyno tektonika taip pat apima tokias struktūras kaip giliavandenės tranšėjos, vandenyno kalnai ir guotai.
Plokštelių perkėlimo priežastys
Varomoji geologinė jėga yra pasaulio tektonika. Pagrindinė plokščių judėjimo priežastis yra mantijos konvekcija, kurią sukuria mantijoje esančios šilumos-gravitacinės srovės. Taip yra dėl temperatūros skirtumo tarp paviršiaus ir Žemės centro. Uolienų viduje jos įkaista, plečiasi ir mažėja tankis. Pradeda ryškėti lengvosios frakcijos, o jų vietoje nusileidžia šaltos ir sunkios masės. Šilumos perdavimo procesas vyksta nuolat.
Daugybė kitų veiksnių veikia plokščių judėjimą. Pavyzdžiui, astenosfera kylančių srovių zonose yra pakylėta, o panardinimo zonose – nuleista. Taip susidaro pasvirusi plokštuma ir vyksta litosferos plokštės „gravitacinio“ slydimo procesas. Taip pat turi įtakos subdukcijos zonos, kuriose šalta ir sunki vandenyninė pluta traukiasi po karšta žemynine pluta.
Astenosferos storis po žemynais yra daug mažesnis, o klampumas didesnis nei po vandenynais. Po senosiomis žemynų dalimis astenosferos praktiškai nėra, todėl šiose vietose jos nejuda ir lieka savo vietoje. Ir kadangi litosferos plokštė apima ir žemyninę, ir vandenyninę dalis, senovės žemyninės dalies buvimas trukdys plokštės judėjimui. Grynai okeaninių plokščių judėjimas yra greitesnis nei mišrių, o juo labiau žemyninių.
Yra daug mechanizmų, kurie paleidžia plokštes, sąlygiškai jas galima suskirstyti į dvi grupes:
Varomųjų jėgų procesų visuma atspindi geodinaminį procesą, apimantį visus Žemės sluoksnius.
Architektūra ir tektonika
Tektonika yra ne tik grynai geologijos mokslas, susijęs su Žemės gelmėse vykstančiais procesais. Jis taip pat naudojamas kasdieniame žmogaus gyvenime. Visų pirma, tektonika naudojama architektūroje ir bet kokių konstrukcijų statyboje, nesvarbu, ar tai būtų pastatai, tiltai ar požeminės konstrukcijos. Čia pagrindas yra mechanikos dėsniai. Šiuo atveju tektonika suprantama kaip konstrukcijos stiprumo ir stabilumo laipsnis tam tikroje srityje.
Litosferos plokščių teorija nepaaiškina plokščių judėjimo ir giluminių procesų ryšio. Mums reikia teorijos, kuri paaiškintų ne tik litosferos plokščių sandarą ir judėjimą, bet ir Žemės viduje vykstančius procesus. Tokios teorijos kūrimas yra susijęs su specialistų, tokių kaip geologai, geofizikai, geografai, fizikai, matematikai, chemikai ir daugelis kitų, susivienijimu.
Plokštės tektonika (plokščių tektonika) yra moderni geodinaminė koncepcija, pagrįsta didelio masto horizontalių poslinkių, palyginti su vientisais litosferos fragmentais (litosferos plokštėmis), užtikrinimu. Taigi plokščių tektonika atsižvelgia į litosferos plokščių judėjimą ir sąveiką.
Pirmą kartą hipotezę apie plutos blokų horizontalų judėjimą praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje iškėlė Alfredas Wegeneris pagal „žemynų dreifo“ hipotezę, tačiau tuomet ši hipotezė nesulaukė palaikymo. Tik septintajame dešimtmetyje vandenyno dugno tyrimai pateikė įtikinamų įrodymų apie horizontalių plokščių judėjimą ir vandenynų plėtimosi procesus dėl vandenyno plutos susidarymo (plitimo). Idėjų apie vyraujantį horizontalių judesių vaidmenį atgimimas vyko „mobilistinės“ krypties rėmuose, kurios raida paskatino šiuolaikinės plokščių tektonikos teorijos sukūrimą. Pagrindines plokščių tektonikos nuostatas 1967-68 metais suformulavo grupė amerikiečių geofizikų - WJ Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes, plėtojant ankstesnes (1961-62) idėjas. amerikiečių mokslininkų G. Hesso ir R. Digzo apie vandenyno dugno plėtimąsi (išplitimą)
Plokštės tektonikos pagrindai
Plokštės tektonikos pagrindus galima apibendrinti keliais pagrindais
1. Viršutinė uolinė planetos dalis yra padalinta į du apvalkalus, kurie labai skiriasi reologinėmis savybėmis: standžią ir trapią litosferą ir apatinę plastikinę ir mobiliąją astenosferą.
2. Litosfera yra padalinta į plokštes, nuolat judančias plastinės astenosferos paviršiumi. Litosfera yra padalinta į 8 dideles plokštes, dešimtis vidutinių plokščių ir daug mažų. Tarp didelių ir vidutinių plokščių yra juostos, sudarytos iš mažų plutos plokščių mozaikų.
Plokštės ribos yra seisminio, tektoninio ir magminio aktyvumo sritys; plokščių vidinės sritys yra silpnai seisminės ir pasižymi silpnu endogeninių procesų pasireiškimu.
Daugiau nei 90% Žemės paviršiaus patenka ant 8 didelių litosferos plokščių:
Australijos plokštelė,
Antarktidos plokštė,
Afrikos lėkštė,
Eurazijos plokštė,
Hindustano plokštė,
Ramiojo vandenyno plokštė,
Šiaurės Amerikos plokštė,
Pietų Amerikos lėkštė.
Vidurinės plokštės: Arabijos (subkontinentas), Karibų, Filipinų, Naskos ir Kokosų bei Juan de Fuca ir kt.
Kai kurios litosferos plokštės yra sudarytos tik iš vandenyno plutos (pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno plokštės), kitose yra ir vandenyno, ir žemyninės plutos fragmentų.
3. Yra trys plokščių santykinių poslinkių tipai: divergencija (divergencija), konvergencija (konvergencija) ir šlyties poslinkiai.
Atitinkamai išskiriami trys pagrindinių plokščių ribų tipai.
Skirtingos ribos- ribos, kuriomis plokštės juda viena nuo kitos.
Horizontaliojo litosferos tempimo procesai vadinami plyšimas... Šios ribos apsiriboja žemyniniais plyšiais ir vandenynų baseinų vidurio kalnagūbriais.
Terminas „plyšys“ (iš angl. rift – plyšimas, įtrūkimas, plyšys) taikomas didelėms gilios kilmės linijinėms struktūroms, susidariusioms tempiant žemės plutą. Pagal struktūrą tai yra į grabenus panašios struktūros.
Plyšiai gali būti klojami tiek žemyninėje, tiek okeaninėje plutoje, sudarydami vieną globalią sistemą, orientuotą geoido ašies atžvilgiu. Šiuo atveju žemyninių plyšių evoliucija gali lemti žemyninės plutos tęstinumo plyšimą ir šio plyšio transformaciją į vandenyno plyšį (jei plyšio plėtimasis sustoja prieš žemyninės plutos plyšimo stadiją, ji prisipildo nuosėdų, virsta aulakogenu).
Plokščių slydimo procesą vandenynų plyšių zonose (vandenyno vidurio kalnagūbriuose) lydi naujos vandenyno plutos susidarymas dėl magminio bazalto lydalo, ateinančio iš astenosferos. Šis naujos vandenyno plutos susidarymo procesas dėl mantijos medžiagų antplūdžio vadinamas plinta(iš anglų kalbos plitimas – skleisti, išsiskleisti).
Vidurio vandenyno kalnagūbrio struktūra
Skleidžiant kiekvieną išplėtimo impulsą įteka nauja mantijos lydalo dalis, kuri kietėjant formuoja nuo MOR ašies besiskiriančius plokščių kraštus.
Būtent šiose zonose susidaro jauna vandenyno pluta.
Konvergencinės ribos- ribos, išilgai kurių įvyksta plokščių susidūrimas. Susidūrimo metu gali būti trys pagrindiniai sąveikos variantai: „okeaninis – okeaninis“, „okeaninis – žemyninis“ ir „žemyninis – žemyninis“ litosfera. Priklausomai nuo susidūrusių plokščių pobūdžio, gali vykti keli skirtingi procesai.
Subdukcija- vandenyno plokštumos pasislinkimo po žemynine ar kitu vandenynu procesas. Subdukcijos zonos apsiriboja giliavandenių tranšėjų ašinėmis dalimis, sujungtomis su salų lankais (kurie yra aktyvių kraštų elementai). Subdukcijos ribos sudaro apie 80% visų susiliejančių ribų ilgio.
Kai susiduria žemyninės ir vandenyninės plokštės, natūralus reiškinys yra vandenyninės (sunkesnės) plokštės nusileidimas po žemyno pakraščiu; susidūrus dviem okeaniniams, senesnis (tai yra vėsesnis ir tankesnis) iš jų skęsta.
Subdukcijos zonos turi būdingą struktūrą: tipiški jų elementai yra giliavandenė tranšėja – vulkaninės salos lankas – nugaros lanko baseinas. Povandeninės plokštės posūkio ir posūkio zonoje susidaro giliavandenė tranšėja. Skęsdama ši plokštė pradeda netekti vandens (kurio gausu nuosėdų ir mineralų sudėtyje), pastarasis, kaip žinoma, žymiai sumažina uolienų lydymosi temperatūrą, todėl susidaro tirpimo centrai, maitinantys ugnikalnius. salos lankų. Vulkaninio lanko gale dažniausiai atsiranda tam tikras tempimas, kuris lemia nugaros lanko baseino susidarymą. Užpakalinio lanko baseino zonoje įtempimas gali būti toks didelis, kad dėl to plyšta plokštelinė pluta ir baseinas atsidaro su okeanine pluta (vadinamasis atgalinio lanko plitimo procesas).
Subdukcinės plokštės nusėdimas į mantiją atsekamas dėl žemės drebėjimo židinių, atsirandančių plokščių sąlytyje ir subduktyviosios plokštės viduje (šaltesnės ir todėl trapesnės nei aplinkinės mantijos uolienos). Ši seisminė židinio zona buvo pavadinta Benioff-Zavaritsky zona.
Subdukcijos zonose prasideda naujos žemyninės plutos formavimosi procesas.
Daug retesnis kontinentinių ir vandenynų plokščių sąveikos procesas yra procesas obdukcija- dalies vandenyno litosferos išmetimas į žemyninės plokštės kraštą. Reikia pabrėžti, kad šio proceso eigoje vyksta vandenyno plokštės atsiskyrimas, o į priekį juda tik jos viršutinė dalis – pluta ir keli kilometrai viršutinės mantijos.
Susidūrus žemyninėms plokštėms, kurių pluta yra lengvesnė už mantijos medžiagą ir dėl to negali į ją pasinerti, vyksta procesas. susidūrimai... Susidūrimo metu susiduriančių žemyninių plokščių briaunos susmulkinamos, suglamžomos, susidaro didelių traukų sistemos, dėl kurių auga kalnų statiniai su sudėtinga raukšlės-traukos struktūra. Klasikinis tokio proceso pavyzdys yra Hindustano plokštės susidūrimas su Eurazijos plokšte, kurią lydi didžiulių Himalajų ir Tibeto kalnų sistemų augimas.
Susidūrimo proceso modelis
Susidūrimo procesas pakeičia subdukcijos procesą, užbaigdamas vandenyno baseino uždarymą. Tuo pačiu metu susidūrimo proceso pradžioje, kai jau priartėjo žemynų pakraščiai, susidūrimas derinamas su subdukcijos procesu (vandenyno plutos slūgimas tęsiasi po žemyno pakraščiu).
Didelio masto regioninis metamorfizmas ir intruzinis granitoidinis magmatizmas būdingi susidūrimo procesams. Dėl šių procesų susidaro nauja žemyninė pluta (su jai būdingu granito-gneiso sluoksniu).
Transformuoti ribas- ribos, išilgai kurių atsiranda plokščių šlyties poslinkiai.
Žemės litosferos plokščių ribos
1 – skirtingos ribos ( a - vidurio vandenyno kalnagūbriai, b -žemynų plyšiai); 2 – pakeisti ribas; 3 – susiliejančios ribos ( a - salos lankas, b - aktyvūs žemyno pakraščiai, v - susidūrimo); 4 – plokštės judėjimo kryptis ir greitis (cm / metus).
4. Subdukcijos zonose sugertos okeaninės plutos tūris lygus plutos, atsirandančios plitimo zonose, tūriui. Ši pozicija pabrėžia nuomonę apie Žemės tūrio pastovumą. Tačiau ši nuomonė nėra vienintelė ir galutinai įrodyta. Gali būti, kad planų apimtis kinta pulsuojančiai arba mažėja jos mažėjimas dėl aušinimo.
5. Pagrindinė plokštelių judėjimo priežastis yra mantijos konvekcija. sukeltos mantijos šilumos gravitacijos srovių.
Šių srovių energijos šaltinis yra centrinių Žemės regionų temperatūrų skirtumas ir jos paviršiui artimų dalių temperatūra. Šiuo atveju pagrindinė endogeninės šilumos dalis išsiskiria ties šerdies ir mantijos riba gilios diferenciacijos proceso metu, o tai lemia pirminės chondrito medžiagos irimą, kurio metu metalinė dalis veržiasi į centrą, padidindama šerdį. planetos, o silikatinė dalis sutelkta mantijoje, kur dar labiau diferencijuojasi.
Centrinėse Žemės zonose įkaitusios uolienos plečiasi, mažėja jų tankis, jos kyla į viršų, užleisdamos vietą grimztančioms šaltesnėms ir dėl to sunkesnėms masėms, kurios dalį šilumos jau atidavė paviršinėse zonose. Šis šilumos perdavimo procesas vyksta nuolat, todėl susidaro tvarkingos uždaros konvekcinės ląstelės. Šiuo atveju viršutinėje ląstelės dalyje medžiagos srautas vyksta beveik horizontalioje plokštumoje, ir būtent ši srauto dalis lemia horizontalų astenosferos materijos ir joje esančių plokščių judėjimą. Apskritai konvekcinių ląstelių kylančios šakos yra po skirtingų ribų zonomis (MOR ir žemynų plyšiai), nusileidžiančios šakos - po konvergencinių ribų zonomis.
Taigi pagrindinė litosferos plokščių judėjimo priežastis yra „vilkimas“ konvekcinėmis srovėmis.
Be to, plokšteles veikia daugybė kitų veiksnių. Visų pirma, astenosferos paviršius yra šiek tiek pakeltas virš kylančių šakų zonų ir labiau nuleistas panardinimo zonose, o tai lemia litosferos plokštės, esančios ant pasvirusio plastikinio paviršiaus, gravitacinį „slydimą“. Be to, vyksta procesai, kai subdukcijos zonose esanti stipri šalta vandenyno litosfera traukiama į karštąją ir dėl to mažiau tankią astenosferą, taip pat hidraulinis bazaltų pleištas MOR zonose.
Paveikslas – jėgos, veikiančios litosferos plokštes.
Pagrindinės plokščių tektonikos varomosios jėgos yra taikomos litosferos vidinių plokščių dalių dugnui - mantijos tempimo FDO jėgos po vandenynais ir FDC po žemynais, kurių dydis visų pirma priklauso nuo astenosferos srovės greičio, o pastarasis. lemia astenosferos sluoksnio klampumas ir storis. Kadangi po žemynais astenosferos storis yra daug mažesnis, o klampumas yra daug didesnis nei po vandenynais, jėgos dydis FDC beveik eilės tvarka mažesnė nei FDO... Po žemynais, ypač jų senosiomis dalimis (žemyniniais skydais), astenosfera beveik išsiskleidžia, todėl žemynai atrodo „suvyti“. Kadangi daugumą dabartinės Žemės litosferos plokščių sudaro ir okeaninės, ir žemyninės dalys, reikėtų tikėtis, kad žemyno buvimas lėkštėje apskritai turėtų „sulėtinti“ visos plokštės judėjimą. Taip iš tikrųjų atsitinka (greičiausiai juda beveik grynai okeaninės Ramiojo vandenyno, Kokosų ir Naskos plokštumos; lėčiausios – Eurazijos, Šiaurės Amerikos, Pietų Amerikos, Antarkties ir Afrikos, kurių didelę dalį užima žemynai) . Galiausiai ties konvergencinėmis plokščių ribomis, kur sunkūs ir šalti litosferinių plokščių (plokščių) kraštai grimzta į mantiją, jų neigiamas plūdrumas sukuria jėgą. FNB(indeksas stiprumo žymėjime - iš anglų kalbos neigiamas plūdrumas). Pastarosios veikimas lemia tai, kad subduktyvi plokštės dalis nugrimzta į astenosferą ir kartu su ja traukia visą plokštę, taip padidindama jos judėjimo greitį. Aišku stiprybė FNB veikia sporadiškai ir tik tam tikrose geodinaminėse sąlygose, pavyzdžiui, aukščiau aprašytos plokštės griūties 670 km atkarpoje atvejais.
Taigi, mechanizmai, kurie pajudina litosferos plokštes, sąlyginai gali būti priskirti šioms dviem grupėms: 1) susietos su mantijos „vilkimo“ jėgomis ( mantijos vilkimo mechanizmas), taikomas bet kuriuose plokščių pagrindo taškuose, pav. 2.5.5 - jėgos FDO ir FDC; 2) susijęs su jėgomis, veikiančiomis plokščių kraštus ( krašto jėgos mechanizmas), paveiksle – jėgos FRP ir FNB... To ar kito varomo mechanizmo, taip pat tų ar kitų jėgų vaidmuo vertinamas individualiai kiekvienai litosferos plokštei.
Šių procesų derinys atspindi bendrą geodinaminį procesą, apimantį sritis nuo paviršiaus iki giliųjų Žemės zonų.
Mantijos konvekcija ir geodinaminiai procesai
Šiuo metu plėtojama dviejų ląstelių mantijos konvekcija su uždaromis ląstelėmis (pagal konvekcijos per mantiją modelį) arba atskira konvekcija viršutinėje ir apatinėje mantijoje su plokščių kaupimu po subdukcijos zonomis (pagal dviejų pakopų modelį). Žemės mantija. Tikėtini mantijos medžiagos pakilimo poliai yra šiaurės rytų Afrikoje (maždaug po Afrikos, Somalio ir Arabijos plokščių sandūros zona) ir Velykų salos srityje (po Ramiojo vandenyno vidurio ketera - Rytų Ramiojo vandenyno pakilimas).
Mantijos medžiagos nusėdimo pusiaujas eina maždaug ištisine susiliejančių plokščių ribų grandine Ramiojo vandenyno ir rytų Indijos vandenynų pakraščiuose.
Dabartinis mantijos konvekcijos režimas, prasidėjęs maždaug prieš 200 milijonų metų suirus Pangea ir iš kurio atsirado šiuolaikiniai vandenynai, ateityje bus pakeistas vienos ląstelės režimu (pagal konvekcijos per mantiją modelį) arba (pagal alternatyvų modelį) konvekcija taps per mantiją dėl plokščių griuvimo per 670 km atkarpą. Tai galbūt sukels žemynų susidūrimą ir naujo superkontinento, penktojo Žemės istorijoje, susidarymą.
6. Plokščių poslinkiai paklūsta sferinės geometrijos dėsniams ir gali būti apibūdinti remiantis Eilerio teorema. Eulerio sukimosi teorema teigia, kad bet koks sukimasis trimatėje erdvėje turi ašį. Taigi sukimąsi galima apibūdinti trimis parametrais: sukimosi ašies koordinatėmis (pavyzdžiui, jos platuma ir ilguma) ir sukimosi kampu. Remiantis šia padėtimi, galima atkurti žemynų padėtį praėjusiose geologinėse erose. Žemynų judėjimo analizė leido daryti išvadą, kad kas 400–600 milijonų metų jie susijungia į vieną superkontinentą, kuris toliau skaidosi. Dėl tokio superkontinento Pangėjos padalijimo, įvykusio prieš 200–150 milijonų metų, susiformavo šiuolaikiniai žemynai.
Kai kurie plokščių tektonikos mechanizmo tikrovės įrodymai
Okeaninės plutos senėjimas su atstumu nuo plitimo ašių(žr. pav.). Ta pačia kryptimi pastebimas nuosėdinio sluoksnio storio ir stratigrafinio užbaigtumo padidėjimas.
Paveikslas – Šiaurės Atlanto vandenyno dugno uolienų amžiaus žemėlapis (pagal W. Pitmaną ir M. Talvani, 1972). Skirtingomis spalvomis paryškintos skirtingo amžiaus intervalo vandenyno dugno sritys; skaičiai rodo amžių milijonais metų.
Geofiziniai duomenys.
Paveikslas – Tomografinis profilis per Graikijos griovį, Kretą ir Egėjo jūrą. Pilki apskritimai yra žemės drebėjimo hipocentrai. Mėlyna spalva rodo svaidančios šaltos mantijos plokštelę, raudona - karštą mantiją (pagal V. Spekman, 1989)
Didžiulės Faralono plokštės, išnykusios subdukcijos zonoje po Šiaurės ir Pietų Amerika, liekanos užfiksuotos kaip „šaltos“ mantijos plokštės (atkarpa visoje Šiaurės Amerikoje, palei S bangas). Autorius Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, Nr. 4, 1-7
Linijinės magnetinės anomalijos vandenynuose buvo aptiktos praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje atliekant Ramiojo vandenyno geofizinius tyrimus. Šis atradimas leido Hessui ir Diezui 1968 metais suformuluoti vandenyno dugno plitimo teoriją, kuri išaugo į plokščių tektonikos teoriją. Jie tapo vienu stipriausių teorijos teisingumo įrodymų.
Paveikslas – juostelių magnetinių anomalijų susidarymas sklaidant.
Juostinių magnetinių anomalijų atsiradimo priežastis – vandenyno plutos gimimo procesas vandenyno vidurio kalnagūbrių plitimo zonose, išsiveržę bazaltai, atvėsę žemiau Kiuri taško Žemės magnetiniame lauke, įgauna išliekamąjį įmagnetėjimą. Įmagnetinimo kryptis sutampa su Žemės magnetinio lauko kryptimi, tačiau dėl periodinių Žemės magnetinio lauko inversijų išsiveržę bazaltai suformuoja juosteles su skirtingomis įmagnetinimo kryptimis: tiesiogine (sutampa su šiuolaikine magnetinio lauko kryptimi) ir atvirkščiai.
Paveikslas – Magnetoaktyvaus sluoksnio juostinės struktūros susidarymo ir vandenyno magnetinių anomalijų diagrama (Vine – Matthews modelis).
Tai šiuolaikinė geologinė teorija apie litosferos judėjimą, pagal kurią žemės pluta susideda iš santykinai vientisų blokų – litosferos plokščių, kurios viena kitos atžvilgiu nuolat juda. Tuo pačiu metu išsiplėtimo zonose (vandenyno vidurio kalnagūbriuose ir žemynų plyšiuose) dėl jūros dugno plitimo susidaro nauja vandenyno pluta, o senoji absorbuojama subdukcijos zonose. Plokštės tektonikos teorija paaiškina žemės drebėjimų, ugnikalnių aktyvumo ir kalnų statybos procesus, dažniausiai susijusius su plokščių ribomis.
Pirmą kartą plutos blokų judėjimo idėja buvo išreikšta žemynų dreifo teorijoje, kurią XX amžiaus 2 dešimtmetyje pasiūlė Alfredas Wegeneris. Iš pradžių ši teorija buvo atmesta. Judėjimo kietajame Žemės apvalkale ("mobilizmo") idėjos atgimimas įvyko septintajame dešimtmetyje, kai, tiriant vandenyno dugno reljefą ir geologiją, buvo gauti duomenys, rodantys procesus. vandenyno plutos išsiplėtimas (išplitimas) ir kai kurių plutos dalių stumdymas po kitomis (subdukcija). Sujungus šias idėjas su senąja žemynų dreifo teorija, atsirado šiuolaikinė plokščių tektonikos teorija, kuri netrukus tapo visuotinai priimta žemės mokslų samprata.
Plokštės tektonikos teorijoje pagrindinę poziciją užima geodinaminės nuostatos samprata – būdinga geologinė struktūra su tam tikru plokščių santykiu. Toje pačioje geodinaminėje aplinkoje vyksta tie patys tektoniniai, magminiai, seisminiai ir geocheminiai procesai.
Dabartinė plokščių tektonikos būklė
Per pastaruosius dešimtmečius plokščių tektonika labai pakeitė savo pagrindus. Dabar juos galima suformuluoti taip:
Viršutinė kietosios Žemės dalis yra padalinta į trapią litosferą ir plastikinę astenosferą. Konvekcija astenosferoje yra pagrindinė plokštelių judėjimo priežastis.
Šiuolaikinė litosfera yra padalinta į 8 dideles plokštes, dešimtis vidutinių plokščių ir daug mažų. Mažos plokštės yra juostose tarp didelių plokščių. Seisminis, tektoninis ir magminis aktyvumas sutelktas plokščių ribose.
Litosferos plokštės pirmuoju aproksimavimu apibūdinamos kaip standūs kūnai, o jų judėjimas paklūsta Eulerio sukimosi teoremai.
Yra trys pagrindiniai santykinių plokščių judesių tipai.
1) divergencija (divergencija), išreiškiama skilimu ir plitimu;
2) konvergencija (konvergencija), išreiškiama subdukcija ir kolizija;
3) šlyties poslinkiai išilgai transformacijos geologinių lūžių.
Plitimas vandenynuose kompensuojamas subdukcija ir susidūrimu išilgai jų periferijos, o Žemės spindulys ir tūris yra pastovūs iki planetos terminio susitraukimo (bet kuriuo atveju vidutinė Žemės vidaus temperatūra per milijardus metų lėtai mažėja).
Litosferos plokščių judėjimą sukelia jų įtraukimas konvekcinėmis srovėmis astenosferoje.
Yra du iš esmės skirtingi žemės plutos tipai – žemyninė (senesnė) ir vandenyninė (mažiau nei 200 mln. metų). Kai kurios litosferos plokštės yra sudarytos tik iš vandenyno plutos (pavyzdžiui, didžiausia Ramiojo vandenyno plokštė), kitos – iš žemyninės plutos bloko, įlieto į vandenyno plutą.
Šiuolaikinėje eroje daugiau nei 90% Žemės paviršiaus dengia 8 didžiausios litosferos plokštės:
1. Australijos lėkštė.
2. Antarktidos plokštė.
3. Afrikos lėkštė.
4. Eurazijos plokštelė.
5. Hindustano lėkštė.
6. Ramiojo vandenyno plokštė.
7. Šiaurės Amerikos lėkštė.
8. Pietų Amerikos lėkštė.
Vidutinio dydžio plokštelės apima Arabijos plokštę, taip pat kokosų plokštes ir Juan de Fuca plokštes, didžiules Faralono plokštes, kurios sudarė didelę Ramiojo vandenyno dugno dalį, bet dabar išnyko subdukcijos zonoje po Amerika.
Litosferinės plokštės pasižymi dideliu tvirtumu ir gali ilgą laiką išlaikyti nepakitusią savo struktūrą ir formą, nesant išorinių poveikių.
Plokštės judėjimas
Litosferos plokštės nuolat juda. Šis judėjimas, vykstantis viršutiniuose sluoksniuose, atsiranda dėl konvekcinių srovių, esančių mantijoje. Atskirai paimtos litosferos plokštės artėja, išsiskiria ir slysta viena kitos atžvilgiu. Kai plokštės artėja viena prie kitos, atsiranda suspaudimo zonos ir vėlesnis vienos iš plokščių stūmimas (užsikimšimas) į gretimą arba gretimų darinių stūmimas (subdukcija). Atsiradus nukrypimui, palei ribas atsiranda įtempimo zonos su būdingais įtrūkimais. Slystant susidaro gedimai, kurių plokštumoje pastebimos gretimos plokštės.
Judėjimo rezultatai
Didžiulių žemyninių plokščių konvergencijos srityse joms susidūrus iškyla kalnų grandinės. Panašiai vienu metu iškilo Himalajų kalnų sistema, susiformavusi ant IndoAustralijos ir Eurazijos plokščių ribos. Salų lankai ir giliavandenės įdubos susidaro dėl vandenyno litosferos plokščių susidūrimo su žemyninėmis dariniais.
Vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėse zonose atsiranda būdingos struktūros plyšiai (iš anglų kalbos Rift - gedimas, plyšys, plyšys). Tokie šimtų ir tūkstančių kilometrų ilgio, dešimčių ar šimtų kilometrų pločio žemės plutos linijinės tektoninės struktūros dariniai atsiranda dėl horizontalaus žemės plutos tempimo. Labai didelių dydžių plyšiai dažniausiai vadinami plyšių sistemomis, diržais arba zonomis.
Kadangi kiekviena litosferos plokštė yra viena plokštė, jos gedimuose pastebimas padidėjęs seisminis aktyvumas ir vulkanizmas. Šie šaltiniai yra gana siaurose zonose, kurių plokštumoje atsiranda gretimų plokščių trintis ir tarpusavio poslinkiai. Šios zonos vadinamos seisminėmis juostomis. Giliavandenės tranšėjos, vidurio vandenyno kalnagūbriai ir rifai yra judrūs žemės plutos regionai, išsidėstę prie atskirų litosferos plokščių ribų. Tai dar kartą patvirtina, kad žemės plutos formavimosi eiga šiose vietose vis dar vyksta gana intensyviai.
Negalima paneigti litosferos plokščių teorijos svarbos. Kadangi būtent ji gali paaiškinti kalnų buvimą kai kuriose Žemės vietose, kitose -. Litosferos plokščių teorija leidžia paaiškinti ir numatyti katastrofiškus reiškinius, kurie gali įvykti jų ribų srityje.